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摘要：随着近几年水利工程的不断开展，水泵的应用也较为广泛，但是由于水泵设备工作复杂性，因此在水泵入口处的液体中可能会混有空气及泥沙，这些物质就会造成水泵设备的内部发生不同程度的磨损及腐蚀，从而影响水泵的正常应用。本文将根据水泵发生空蚀及泥沙磨损的原因，深入的分析了针对于水泵空蚀及泥沙磨损的控制措施和修复技术。
关键字：水泵空蚀；泥沙磨损；修复技术；合金喷焊
中图分类号：TU113.4文献标识码：A文章编号：1674-098X(2011)03(b)-0000-00
1水泵受到空蚀及泥沙磨损的原因的确定
（一）水泵发生空现象的原因
1）在水泵设备运行过程中，如果水泵的吸入系统部分的压力低于或等于所传输的液体的温度所相对应的汽化压力时，液体中所溶解的气体便会逸出，同时液体也会发生少量的汽化，所产生的气体并不能及时的飞逸到空气中，通常会以小气泡的形式残存在液体中。当气泡随着液体流入到泵体内局部高压区域时，气泡就会在高压的作用下破裂，气泡破裂所形成的空间会及时被周围液体所补上，在周围液体进入到气泡所产生的空隙时，液体会以较高的速度冲击泵体的表面，由于液体中存在很多的气泡，且气泡一般都存在于叶片以及泵体内部表面的附近，因此在泵体内局部压力变大气泡破裂的瞬时，液体就会以较大的冲击力击打水泵的叶轮或叶片金属表面，使金属产生局部疲劳现象，因此会造成金属叶片表面形成凹痕，凹痕形成以后就会使液体对金属表面形成应力集中，并进一步破坏叶片以及泵体内部表面，影响水泵的正常运行。
2）如泵体内的局部气压较低就会致使液体中所溶解的氧气逸出，所逸出的氧气就会与泵体内的金属部件发生氧化作用，进而造成金属部件发生腐蚀，同时气蚀区域内由液流撞击的机械能转化而来的热能, 和气泡凝结时放出的热能, 催化了金属的氧化腐蚀反应。
（二）水泵受到泥沙磨损的原因
由于水泵工作环境的因素，因此不能够保证流经泵体的液体中没有混入泥沙之类的杂质，当液体中混入泥沙或者坚硬颗粒状的杂质时，由于泵体内的液体的流速度较快，就会致使液体泥沙或坚硬颗粒状的杂质不断的冲刷叶片金属表面以及泵体内部的金属部件，进而会造成金属晶粒脱落，同时所脱落的金属晶粒同泥沙等杂质一样会破坏泵体表面及叶片。由于叶片以及泵体表面遭到破坏就会加剧泵体表面的腐蚀，进而会影响水泵的运行周期。
2针对于水泵空蚀及泥沙磨损的修复及预防的措施
随着我国水泵技术的不断发展，对于水泵设备的生产工艺以及维护保养已经成为人们所关注的重点，因此水泵设备的维护保养技术得到了很好的发展，下面笔者将简单介绍解决水泵空蚀及泥沙磨损现象的修复及预防措施。
（一）焊补修复技术
此种修复方法较为简单，施工人员只需采用焊接技术对水泵上的空蚀部分以及泥沙杂物磨损部分利用普通焊条或不锈钢焊条进行补焊即可。这种方法虽然简单方便，但是由于水泵空蚀部分不固定，给施工带来了很大的难度。同时由于焊补主要针对于发生空蚀部分，对于非空蚀部分没有必要的维护，因此并不能根除水泵的空蚀现象的发生。
（二）非金属材料的涂敷技术
非金属材料的涂敷主要是指在水泵金属或叶片金属表面加上一层非金属材质的涂层，目前应用较为广泛的非金属材料主要是复合环氧树脂，此种非金属材料涂层的方法在很多大中型水电站均应用过，但是使用效果的表面上，我们可以看到利用非金属材料涂层技术对于水泵的空蚀以及磨损的现象得到了一定的改善，但是这种涂层容易老化，运行一段时间以后就会发生涂层脱落的情况，因此同样不是一种最佳的解决空蚀现象发生的方案。
（三）不锈钢板的镶嵌的技术
利用不锈钢板镶嵌的技术是目前控制水泵出现磨损及空蚀现象发生的有效的解决方案，这种方法主要就是将不锈钢板镶嵌在水泵中的叶轮室内壁上，
3控制水泵发生空蚀及磨损现象发生的新技术新方法
（一）合金粉末喷焊技术
合金粉末喷焊技术的基本原理就是对水泵的叶片以及叶轮室表面利用合金粉末做强化处理，也就是利用氧乙炔焰在普通的铸铸钢、铸铁表面喷上一层以镍、铬、钨、钼、钴等稀有金属组成的合金层，其厚度仅需0.5mm左右即可，经过相关数据的测算可知，合金层的表面硬度可以达到HRC60-70，抗空蚀效果明显，其运行周期是正常没有经过合金粉末喷焊处理的水泵的5倍以上，而且这种喷焊技术工艺简单，成本较低，是一种优良的抗空蚀及泥沙磨损的措施。
（二）氧乙炔合金粉末喷焊技术的特性
1）合金粉末喷焊技术不需要一些复杂的机械设备，同时不需要进行在加工，因此可以将硬度较高的合金粉末作为喷焊材料，且合金层得硬度要远远大于涂层以及普通焊条硬化的表面。
2）合金粉末喷焊技术可以在泵体内部表面以及叶片金属表面的组织结构上形成一层合金喷焊层，其具有抗空蚀、抗磨损、抗氧化等诸多优良的性能，使水泵可以适应各种复杂的运行环境，同时合金粉末的配置方法比较简单，因此在合金粉末喷焊技术应用过程中可以根据水泵的工作环境确定合金粉末的配比。
3）相对于其他金属表面的强化方法，合金粉末具有明显的优点，如加工工艺简单方便，省时省力，且具有一定的经济性。对于水泵叶片以及叶轮室的表面进行局部覆盖处理时，合金粉末喷涂技术是效果明显且效率高的一种表面处理方式，传统的金属成材喷涂的修复技术不能保证涂层与工件之间的完美结合，且不能很好的预防水泵中的金属部件发生空蚀现象。技术粉末喷焊技术与金属堆焊技术相比，合金粉末喷焊法所形成的焊层和基体之间完全是冶金结合，焊层致密无孔，表面平整光滑，成型好，加工余量小，互熔区窄，冲淡率小，具有节省材料、焊层质量好、加工效率高的优点。
4）合金粉末喷焊技术的应用不会受到金属材料的限制，其几乎可以应用于各种特定环境下的水泵材料。同时喷焊设备简单,成本低，氧乙炔气源较为常见，加工操作方便，且合金粉末喷焊技术的适应性较强，应用范围较为广泛，便于推广。另外合金粉末喷焊技术的对工作环境没有特定的要求，可以在恶劣的气候环境下作业。
4总结
综上可知，目前控制水泵设备发生空蚀及泥沙磨损现象最有效的方法为合金粉末喷焊法，但是在应用合金粉末喷焊技术过程中也要注意：氧乙炔火焰所能达到的最高温度大约在1300℃左右，，因此对于熔点过高的合金粉末的喷焊具有一定的难度，同时要使水泵叶片以及叶轮室表面的的抗空蚀，抗磨损性能达到最佳状态，在应用合金粉末喷焊技术时要考虑到水泵的工作环境以及材质，热效应等，进而选择合理的施喷工艺。随着国家对水泵技术的重视及推广，各种先进的水泵的抗空蚀以及抗磨损技术也在不断的深入研发，相信在不久的将来，我们会获得更为科学的水泵的抗空蚀以及抗磨损的新技术新工艺。
参考文献：
[1]姚丽琴，张红兵.大中型水泵空蚀与泥沙磨损预防及修复技术[J].科技情报开发与经济.2005-15-6
[2].王卫东.水泵的气蚀及其防范[J].西北电力技术.2000-5
关键字：水泵空蚀；泥沙磨损；修复技术；合金喷焊
中图分类号：TU113.4文献标识码：A文章编号：1674-098X(2011)03(b)-0000-00
1水泵受到空蚀及泥沙磨损的原因的确定
（一）水泵发生空现象的原因
1）在水泵设备运行过程中，如果水泵的吸入系统部分的压力低于或等于所传输的液体的温度所相对应的汽化压力时，液体中所溶解的气体便会逸出，同时液体也会发生少量的汽化，所产生的气体并不能及时的飞逸到空气中，通常会以小气泡的形式残存在液体中。当气泡随着液体流入到泵体内局部高压区域时，气泡就会在高压的作用下破裂，气泡破裂所形成的空间会及时被周围液体所补上，在周围液体进入到气泡所产生的空隙时，液体会以较高的速度冲击泵体的表面，由于液体中存在很多的气泡，且气泡一般都存在于叶片以及泵体内部表面的附近，因此在泵体内局部压力变大气泡破裂的瞬时，液体就会以较大的冲击力击打水泵的叶轮或叶片金属表面，使金属产生局部疲劳现象，因此会造成金属叶片表面形成凹痕，凹痕形成以后就会使液体对金属表面形成应力集中，并进一步破坏叶片以及泵体内部表面，影响水泵的正常运行。
2）如泵体内的局部气压较低就会致使液体中所溶解的氧气逸出，所逸出的氧气就会与泵体内的金属部件发生氧化作用，进而造成金属部件发生腐蚀，同时气蚀区域内由液流撞击的机械能转化而来的热能, 和气泡凝结时放出的热能, 催化了金属的氧化腐蚀反应。
（二）水泵受到泥沙磨损的原因
由于水泵工作环境的因素，因此不能够保证流经泵体的液体中没有混入泥沙之类的杂质，当液体中混入泥沙或者坚硬颗粒状的杂质时，由于泵体内的液体的流速度较快，就会致使液体泥沙或坚硬颗粒状的杂质不断的冲刷叶片金属表面以及泵体内部的金属部件，进而会造成金属晶粒脱落，同时所脱落的金属晶粒同泥沙等杂质一样会破坏泵体表面及叶片。由于叶片以及泵体表面遭到破坏就会加剧泵体表面的腐蚀，进而会影响水泵的运行周期。
2针对于水泵空蚀及泥沙磨损的修复及预防的措施
随着我国水泵技术的不断发展，对于水泵设备的生产工艺以及维护保养已经成为人们所关注的重点，因此水泵设备的维护保养技术得到了很好的发展，下面笔者将简单介绍解决水泵空蚀及泥沙磨损现象的修复及预防措施。
（一）焊补修复技术
此种修复方法较为简单，施工人员只需采用焊接技术对水泵上的空蚀部分以及泥沙杂物磨损部分利用普通焊条或不锈钢焊条进行补焊即可。这种方法虽然简单方便，但是由于水泵空蚀部分不固定，给施工带来了很大的难度。同时由于焊补主要针对于发生空蚀部分，对于非空蚀部分没有必要的维护，因此并不能根除水泵的空蚀现象的发生。
（二）非金属材料的涂敷技术
非金属材料的涂敷主要是指在水泵金属或叶片金属表面加上一层非金属材质的涂层，目前应用较为广泛的非金属材料主要是复合环氧树脂，此种非金属材料涂层的方法在很多大中型水电站均应用过，但是使用效果的表面上，我们可以看到利用非金属材料涂层技术对于水泵的空蚀以及磨损的现象得到了一定的改善，但是这种涂层容易老化，运行一段时间以后就会发生涂层脱落的情况，因此同样不是一种最佳的解决空蚀现象发生的方案。
（三）不锈钢板的镶嵌的技术
利用不锈钢板镶嵌的技术是目前控制水泵出现磨损及空蚀现象发生的有效的解决方案，这种方法主要就是将不锈钢板镶嵌在水泵中的叶轮室内壁上，
3控制水泵发生空蚀及磨损现象发生的新技术新方法
（一）合金粉末喷焊技术
合金粉末喷焊技术的基本原理就是对水泵的叶片以及叶轮室表面利用合金粉末做强化处理，也就是利用氧乙炔焰在普通的铸铸钢、铸铁表面喷上一层以镍、铬、钨、钼、钴等稀有金属组成的合金层，其厚度仅需0.5mm左右即可，经过相关数据的测算可知，合金层的表面硬度可以达到HRC60-70，抗空蚀效果明显，其运行周期是正常没有经过合金粉末喷焊处理的水泵的5倍以上，而且这种喷焊技术工艺简单，成本较低，是一种优良的抗空蚀及泥沙磨损的措施。
（二）氧乙炔合金粉末喷焊技术的特性
1）合金粉末喷焊技术不需要一些复杂的机械设备，同时不需要进行在加工，因此可以将硬度较高的合金粉末作为喷焊材料，且合金层得硬度要远远大于涂层以及普通焊条硬化的表面。
2）合金粉末喷焊技术可以在泵体内部表面以及叶片金属表面的组织结构上形成一层合金喷焊层，其具有抗空蚀、抗磨损、抗氧化等诸多优良的性能，使水泵可以适应各种复杂的运行环境，同时合金粉末的配置方法比较简单，因此在合金粉末喷焊技术应用过程中可以根据水泵的工作环境确定合金粉末的配比。
3）相对于其他金属表面的强化方法，合金粉末具有明显的优点，如加工工艺简单方便，省时省力，且具有一定的经济性。对于水泵叶片以及叶轮室的表面进行局部覆盖处理时，合金粉末喷涂技术是效果明显且效率高的一种表面处理方式，传统的金属成材喷涂的修复技术不能保证涂层与工件之间的完美结合，且不能很好的预防水泵中的金属部件发生空蚀现象。技术粉末喷焊技术与金属堆焊技术相比，合金粉末喷焊法所形成的焊层和基体之间完全是冶金结合，焊层致密无孔，表面平整光滑，成型好，加工余量小，互熔区窄，冲淡率小，具有节省材料、焊层质量好、加工效率高的优点。
4）合金粉末喷焊技术的应用不会受到金属材料的限制，其几乎可以应用于各种特定环境下的水泵材料。同时喷焊设备简单,成本低，氧乙炔气源较为常见，加工操作方便，且合金粉末喷焊技术的适应性较强，应用范围较为广泛，便于推广。另外合金粉末喷焊技术的对工作环境没有特定的要求，可以在恶劣的气候环境下作业。
4总结
综上可知，目前控制水泵设备发生空蚀及泥沙磨损现象最有效的方法为合金粉末喷焊法，但是在应用合金粉末喷焊技术过程中也要注意：氧乙炔火焰所能达到的最高温度大约在1300℃左右，，因此对于熔点过高的合金粉末的喷焊具有一定的难度，同时要使水泵叶片以及叶轮室表面的的抗空蚀，抗磨损性能达到最佳状态，在应用合金粉末喷焊技术时要考虑到水泵的工作环境以及材质，热效应等，进而选择合理的施喷工艺。随着国家对水泵技术的重视及推广，各种先进的水泵的抗空蚀以及抗磨损技术也在不断的深入研发，相信在不久的将来，我们会获得更为科学的水泵的抗空蚀以及抗磨损的新技术新工艺。
参考文献：
[1]姚丽琴，张红兵.大中型水泵空蚀与泥沙磨损预防及修复技术[J].科技情报开发与经济.2005-15-6
[2].王卫东.水泵的气蚀及其防范[J].西北电力技术.2000-5